Een dipolaire bron bestaat in feite uit twee monopolaire bronnen van gelijke sterkte maar tegengestelde fase, van elkaar gescheiden door een kleine afstand, in vergelijking met de golflengte van het geluid.
Terwijl de ene bron uitzet trekt de andere zich samen. Het gevolg is dat de lucht in de nabijheid van de twee bronnen heen en weer "klotst" en zo het geluid voortbrengt.
Een dipolaire bron straalt het geluid niet in alle richtingen op dezelfde manier uit. Het afstraalpatroon ziet er uit als een 8-vorm.
Er zijn twee gebieden van waaruit het geluid zeer goed uitstraalt, en twee van waaruit het geluid nauwelijks uitstraalt en uitdooft.

geluidsgolven, afgestraald door een
monopolaire geluidsbron ofwel "puntbron"

Een "monopool" is een geluidsbron die geluidsgolven gelijkmatig uitstraalt naar alle richtingen. Het eenvoudigste voorbeeld van een monopolaire bron is een bol, waarvan de omtrek beurtelings uitzet en inkrimpt.
Zo'n bron creëert een geluidsgolf door afwisselend lucht in te brengen en te verwijderen in het onmiddellijke omliggende gebied rond de bolvorm.
Een luidspreker, geplaatst in een klankkast, gedraagt zich bij lage frequenties als een puntbron.

Deze animaties zijn geplaatst met toestemming van
Dr. Dan Russell, Kettering University

Wat is Dipolair?

Een dipolaire luidspreker is in essentie een luidspreker die aan de achterzijde hetzelfde geluid afstraalt als aan de voorzijde. Het enige verschil tussen die voor- en achterzijde is een faseverschil van 180°
tussen de voorwaarts en de achterwaarts afgestraalde golf.

De animatie linksboven en de tekening hier rechts maken het dipolaire principe duidelijk.
Het betreft geluidsgolven met een betrekkelijk lage frequentie (< 100Hz).

Het principe van "akoestische kortsluiting", ofwel het uitdoven van golven die met elkaar in tegenfase zijn,
komt bij dipolaire luidsprekers tot uitdrukking in een nauwelijks aanwezige directe zijwaartse afstraling.
In de animatie linksboven is duidelijk te zien dat onmiddelijk opzij van de dipolaire geluidsbron nagenoeg
geen afstraling plaatsvindt.

Het voordeel hiervan is vooral bij kleinere ruimtes (en ook bij ruimtes met schuine wanden) duidelijk:
zijreflecties spelen een beduidend ondergeschiktere rol dan bij monopolaire geluidsbronnen het geval is.

De invloed van de zijwanden op met name het ruimtelijke beeld en de kleuring in het middengebied is kleiner
bij gebruik van dipolaire luidsprekers.
Zodoende kunnen zulke luidsprekers dichter bij de zijwanden worden opgesteld.
Dit kan zinvol zijn om voldoende tussenruimte tussen de speakers te garanderen in kleine ruimtes, zonder de nadelen
van nabij gelegen zijwanden, die bij dynamische luidsprekers storend zullen uitwerken.

De animatie linksonder laat zien hoe een puntbron, zoals een normale dynamische luidspreker, geluidsgolven uitstraalt.
Zichtbaar is hoe drukmaxima en drukminima elkaar afwisselen, en de hoe de akoestische pompwerking van een conusluidspreker
de luchtmoleculen in beweging brengt, zoals dit met het oog zichtbaar zou zijn.

De invloed van de zijreflecties is bij dynamische luidsprekers veel groter. Speciale maatregelen zijn nodig
om tenminste de eerste reflectiezones aan de zijwanden akoestisch te behandelen.

dipolaire luidsprekers van Magnepan (boven) en Apogee Acoustics (onder)
deze luidsprekers wordt "magnetostaat" genoemd

Dipolaire luidsprekers in de praktijk

In de praktijk zijn er enkele punten of voorwaarden waaraan aandacht geschonken behoort te worden, wanneer je dipolaire luidsprekers overweegt aan te schaffen, dan wel deze beter wilt opstellen dan nu het geval is. De reden hiervoor is vrij simpel. Alleen wanneer er aan die voorwaarden kan worden voldaan zul je het volledige potentieel van dit type luidsprekers kunnen vrijmaken. Waar en wanneer dat niet lukt zul je je gaan afvragen waar al die ophef rondom dipolaire luidsprekers nu eigenlijk vandaan komt. Een gebrekkig opgestelde dipool kan ontzettend onbevredigend klinken, en een correct opgestelde dipool kan je de luisterhemel op aarde schenken. Zo extreem kan het zijn.

Geef daarom aandacht aan het onderstaande, en de sonische beloning kan zo groot zijn, dat je nooit meer terug wilt naar een volledig dynamische luidspreker.



De wand onmiddellijk achter een dipolaire luidspreker is het allerbelangrijkste oppervlak in een luisterruimte.
Deze wand wordt ook wel "de voorwand" genoemd.
Het belang van deze wand komt in drie onderscheiden aspecten tot uiting

• Ten eerste:
  Een juiste behandeling van de voorwand kan de weergave van dipolaire luidsprekers veranderen van 'gewoon goed' naar 'ruimtelijk magisch'. Dat komt niet alleen omdat de aan de achterzijde afgestraalde geluidsgolven een essentieel onderdeel uitmaken van het totale geluidsveld. Het komt in het bijzonder omdat de driedimensionale ruimtelijke aspecten van dipoolweergave dankzij de voorwand tot uitdrukking kunnen worden gebracht.
  Om voornoemde ruimtelijke magie te realiseren is een voorwandbehandeling met akoestische diffusers bijzonder zinvol. Het achterwaarts uitgestraalde geluidsveld wordt daardoor in ruimte en tijd verstrooid en vermengd met het van zichzelf al grootse directe geluidsveld dat aan de voorzijde wordt afgestraald.
  
  
• Ten tweede:
  Het klankbeeld van dipolaire luidsprekers zal zeer sterk worden bepaald door de hoedanigheid van de voorwand. Voornoemde diffusers zijn -- uit de aard der zaak -- reflecterende objecten, en bepaald geen absorberende elementen! Een onbehandelde voorwand is van zichzelf ook vooral een reflecterend oppervlak.
  Reflectie is hier akoestisch goed en gewenst; absorptie is overal elders in de ruimte nog meer dan afdoende toepasbaar, maar het zou niet via de voorwand moeten plaatsvinden!
  De achterwaarts uitgestraalde geluidsenergie van een dipool kan beter niet gedempt, geabsorbeerd of geëlimineerd worden, omdat daarmee het unieke karakter van het werkingsprincipe ongedaan wordt gemaakt. Een vlakke, akoestisch harde achterwand is dus prima, zelfs al lijkt het in strijd te zijn met je gevoel daarover. Dat gevoel zal vermoedelijk vooral voortkomen uit toepassing van dynamische luidsprekers, waarbij een harde en vlakke voorwand inderdaad contraproductief zal uitwerken. Maar niet bij een dipool!
  
  
• Ten derde:
  De fysieke afstand tot de voorwand is de laatste cruciale factor waarmee deze zijn stempel zal drukken op de totale weergave van de dipolaire luidspreker. Plaats zo'n luidspreker te dicht op de voorwand, en het fraaie ruimtelijke plaatje zal ineen schrompelen tot een plat en smal surrogaat van de muzikale werkelijkheid die in de opname verborgen kan zitten.
  Dit is waar het thuis in veel gevallen spaak loopt. Er werden dipolaire speakers aangeschaft, maar de benodigde ademruimte aan de achterzijde kan niet worden toegekend. In dat geval ben je toch beter af met dynamische luidsprekers, omdat die met minder ademruimte nog altijd een goede ruimtelijke afbeelding kunnen neerzetten. Het is vaak de hoofdreden voor desillusie over dipoolluidsprekers, maar alles wat feitelijk nodig zou zijn om die desillusie weg te nemen is meer ademruimte.
  Kortom: als je deze ademruimte niet kunt bieden, schaf dan geen dipolaire luidsprekers aan!
  
  
• Tenslotte is het algemeen bekend, en inderdaad maar al te waar, dat een dipolair luidsprekersysteem zeer gevoelig is voor zelfs de kleinste positieveranderingen. En deze ook beloont met een duidelijk resultaat, zowel ten goede als ten kwade.
  De wens om de opstelling zelf geleidelijk aan verder te verfijnen is mag niet ontbreken bij eigenaars van dipoolsystemen. Omdat de factoren "geduld en aandacht" doorslaggevend zijn, ligt ook hier desillusie op de loer. De opstelling van dipolaire luidsprekers reageert vele malen gevoeliger op veranderingen dan die van normale dynamische luidsprekers. Het kost tijd om die 'gevoeligheden' allereerst te leren kennen, en vervolgens naar je hand te kunnen zetten. Als je dat stadium niet doorkomt is desillusie of teleurstelling waarschijnlijk onontkoombaar. Als je deze eigenschappen wel leert kennen en waarderen, zijn ze het gereedschap waarmee je de kroon op je werk zult zetten, waardoor je begrijpt waarom dit type luidspreker zo hoog gewaardeerd is om ruimtelijkheid, dynamiek en oplossend vermogen.

Van dipolaire luidsprekers wordt vaak gezegd dat zij moeilijk aanstuurbaar zijn en moeilijk op te stellen.
Ook beweert men dat ze niet goed of geen lage frequenties weergeven.
Dit wordt, vreemd genoeg, het vaakst beweerd door niet-bezitters, en soms zelfs door mensen die zelf nog nooit naar een correct opgesteld en dito klinkend dipolair systeem hebben geluisterd...

Aansturing is in sommige gevallen zeker lastig, zoals dat bij dynamische luidsprekers ook weleens het geval kan zijn. "Power-hungry" noemt men dat dan, hetgeen betekent dat je voor zulke luidsprekers het beste een stevige transistorversterker kunt gebruiken, die flink wat stroom kan leveren. Ooit was zoiets inderdaad nogal kostbaar. Maar in 2018 is een flinke vermogensreserve niet meer zo heel kostbaar, en dat is bovendien al meer dan 20 jaar zo! Dus zelfs al zou een goede aansturing het nodige versterkervermogen vergen, dan zal het niet -- zoals vroeger -- ook een financieel vermogen van je vergen.

In de meeste gevallen is die aansturing ook helemaal niet zo moeilijk. De mythe is in de wereld gekomen dankzij één luidspreker, de Apogee Scintilla, die inderdaad een nominale impedantie van 1ohm bezat en die ook vandaag de dag maakt dat bijna alle versterkers op de markt niet van toepassing zijn. Maar dat is de uitzondering, niet de regel. Een dipoolluidspreker heeft doorgaans een prachtig vlak impedantieverloop -- niet grillig, zoals een dynamische luidspreker -- en de meeste versterkers vinden dat prettig. Een nominale impedantie van 3 of 4 ohm vinden de meeste versterkers ook niet erg meer. Kortom: myth busted...

Een passende versterkermatch is wel degelijk cruciaal. Ook dat is altijd wel het geval bij alle luidsprekers, en niet voorbehouden aan dipolaire ontwerpen alleen. Het is natuurlijk wel zo dat een dipool, dankzij zijn enorme communicativiteit, nuances rondom versterkermatch en -mismatch gemakkelijk en snel blootlegt en laat horen.

Zoals hierboven reeds opgemerkt vereist een goede dipolaire opstelling voldoende ademruimte achter de luidsprekers. Een afstand van 100cm tot de achterwand is een absoluut minimum voor grotere systemen, terwijl kleinere dipolen met 75cm tevreden zijn. In mijn ervaring is dat gewoon hetzelfde als vereist is voor een dynamisch systeem.
Another myth busted...

De afstand tot de zijwanden mag relatief gering zijn.
Dat is een feit, want zelfs bij 30cm kan het ruimtelijke compromis nog minimaal zijn. Dipolaire luidsprekers kunnen daardoor weliswaar ver de kamer in staan, maar tegelijk staan ze ook ver naar de zijkanten. Bekijk de foto rechts maar eens.
Desondanks is ademruimte aan de zijkanten altijd wel zinvol, waardoor het argument van een moeilijke opstelling wel degelijk als een inherent nadeel van dipolair kan worden beschouwd. Wie echter de ruimte heeft in een dedicated muziekruimte zou daar eigenlijk eens een dipoolsysteem moeten horen, al is het alleen maar om te weten wat het je te bieden heeft.

Het argument van gebrekkige laagweergave is vaak juist gebleken.
Toch ligt dit niet aan het werkingsprincipe van dipool zelf; het ligt genuanceerder...

• Veel zogenaamde fullrange systemen zijn helaas niet zo fullrange.
  Dat kan met het ontwerp zelf te maken hebben: slechte ontwerpen bestaan hier net zo goed als bij dynamische systemen.
  
• Het kan ook te maken hebben met de bouw- en/of de werkingswijze.
  Niet elk dipolair systeem is identiek qua bouw en evenmin qua werkwijze.
  Er zijn elektrostaten, magnetostaten en hybride ribbonluidsprekers.
  Laatstgenoemde twee zijn weliswaar behoorlijk identiek, maar een elektrostaat is van een totaal andere bouw- en werkwijze, hoewel allen toch dipolaire weergevers zijn.
  
  Van elektrostatische luidsprekers is genoegzaam bekend dat de laagweergave hiervan niet altijd zo overtuigend is, en zeker niet zo krachtig als van een fors dynamisch systeem. Hiervoor zijn goede redenen te geven, die voor sommigen ruimschoots opwegen tegen de voordelen van een dergelijk systeem: een onovertroffen weergave van het middengebied en de treble. Men neemt hiervoor dan de terughoudende laagweergave, vergelijkbaar met een kleine monitorluidspreker, en de gereduceerde maximale geluidsdruk voor lief. Elektrostaten zijn nu eenmaal niet in staat om +100dB geluidsdrukken neer te zetten.
  
  Van fullrange magetostaten en hybride ribbonluidsprekers (dat zijn systemen met normale conusluidsprekers voor het laag en midlaag, plus dipolaire ribbons voor midden en hoog) mag verwacht worden dat zij wel degelijk een krachtig, strak en dynamisch laag kunnen neerzetten.
  Het hybride systeem in onderstaande ruimte doet dat namelijk beslist wel...
  
  

Over de jaren heen heb ik zelf de nodige dipolaire luidsprekers in gebruik gehad, en ben er nooit meer van afgestapt...
Ze kunnen moeiteloos de vergelijking doorstaan met een dynamisch systeem.
Op het punt van dynamiek, definitie en slagkracht in het laag en ruimtelijk doorzicht laten ze veruit de meeste dynamische systemen zelfs ruimschoots achter zich.

Helaas is het zo dat veel tamelijk inferieure dipolaire ontwerpen de markt een tijdlang hebben gedomineerd.

Gerenommeerde fabrikanten bleken niet in staat te zijn om (voor een fatsoenlijke prijs) een dipolaire luidspreker op de markt te brengen -- één die ook het laag voldoende overtuigend neer weet te zetten. Dat zit 'm niet in het werkingsprincipe zelf, maar in het onvermogen om het principe zodanig uit te bouwen, dat nog een betaalbare luidspreker ontstaat.
Een fabrikant die dat wel kon is met name vanwege zulke financiële redenen failliet gegaan (Apogee). Zelfs hun kleinste fullrange ribbonspeaker -- de Stage -- is een luidspreker die in het laag niets te wensen overlaat in de meeste situaties thuis, behalve misschien de wens om nog een groter soortgelijk systeem te bezitten.
Maar die wens komt ook bij bezitters van dynamische systemen vaak om de hoek kijken......



Toine Dingemans, 10 januari 2018.



naar boven